1、糖醇解 糖酵解是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并生成 ATP 的过程。是动植物及微物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。有氧时丙酮酸进入线粒体,经三羧酸循环彻底氧化生成 CO2 和水,酵解生成的 NADH 则经呼吸链氧化产生 ATP 和水。缺氧时 NADH 把丙酮酸还原生成乳酸。发酵也是葡萄糖或有机物降解产生 ATP 的过程,其中有机物既是电子供体,又是电子受体。根据产物不同,可分为乙醇发酵、乳酸发酵、乙酸、丙酸、丙酮、丁醇、丁酸、琥珀酸、丁二醇等。
糖原酵解和淀粉发酵的化学过程如下。 具体步骤:共 10 步,前 5 步是准备阶段,葡萄糖分解为三碳糖,消耗 2 分子 ATP;后 5步是放能阶段,三碳糖生成丙酮酸,共产生 4分子 ATP。总过程需 10 种酶,都在细胞质中,多数需要 Mg2+。酵解过程中所有的中间物都是磷酸化的,可防止从细胞膜漏出、保存能量,并有利于与酶结合。
① 磷酸化葡萄糖被 ATP 磷酸化,产生 6-磷酸葡萄糖。 由己糖激酶或葡萄糖激酶催化,需要 Mg2+或 Mn2+。己糖激酶可作用于 D-葡萄糖、果糖和甘露糖,是糖酵解过程中的第一个调节酶,受 6-磷酸葡萄糖的别构抑制。葡萄糖激酶存在于肝脏中,只作用于葡萄糖,不受 6-磷酸葡萄糖的别构抑制。平时细胞中的葡萄糖浓度时较低,只有进食后葡萄糖激酶才活跃,合成糖原,降低血糖浓度,葡萄糖激酶是诱导酶,胰岛素可诱导它的合成。6-磷酸葡萄糖也可由糖原合成,由糖原磷酸化酶催化,生成 1-磷酸葡萄糖,在磷酸葡萄糖变位酶的催化下生成 6-磷酸葡萄糖。此途径少消耗 1 个 ATP。6-磷酸葡萄糖由葡萄糖 6-磷酸酶催化水解,此酶存在于肝脏和肾脏中,肌肉中没有。
② 异构由 6-磷酸葡萄糖生成 6-磷酸果糖 反应中间物是酶结合的烯醇化合物,反应是可逆的,由浓度控制。由磷酸葡萄糖异构酶催化,受磷酸戊糖支路的中间物竞争抑制,如 6-磷酸葡萄糖酸。戊糖支路通过这种方式抑制酵解和有氧氧化,pH降低使抑制加强,减少酵解,以免组织过酸。
③ 磷酸化 6-磷酸果糖被 ATP 磷酸化,生成 1,6-二磷酸果糖 由磷酸果糖激酶催化,是酵解的限速步骤。是别构酶,四聚体,调节物很多,ATP、柠檬酸、磷酸肌酸、脂肪酸、DPG 是负调节物;果糖 1,6-二磷酸、AMP、ADP、磷酸、环 AMP 等是正调节物。
④ 裂解生成 3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮(DHAP) 由醛缩酶催化,有三种同工酶,A在肌肉中,B在肝中,C在脑中。平衡有利于逆反应,由浓度推动反应进行。生成西弗碱中间物。
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